高性能、低功耗、轨到轨 精密仪表放大器 AD8422 产品特性 连接图 AD8422 –IN 1 8 +VS RG 2 7 VOUT RG 3 6 REF +IN 4 5 –VS 11197-001 低功耗：静态电流为330 μA(最大值) 轨到轨输出 低噪声、低失真 1 kHz时最大输入电压噪声为8 nV/√Hz RTI噪声：0.15 µV p-p (G = 100) 2 kΩ负载时的非线性度：0.5 ppm (G=1) 出色的交流特性 7 kHz时的CMRR：80 dB(最小值，G = 1) 带宽：2.2 MHz (G = 1) 高精度直流性能(AD8422BRZ) CMRR：150 dB(最小值，G = 1000) 增益误差：0.04%(最大值，G = 1000) 输入失调漂移：0.3 µV/°C(最大值) 输入偏置电流：0.5 nA(最大值) 宽电源电压范围 3.6 V至36 V单电源 ±1.8 V至±18 V双电源 输入过压保护：40 V电源反向保护 增益范围：1至1000 TOP VIEW (Not to Scale) 图1. 8引脚MSOP (RM)，8引脚SOIC (R) –20 RL = 2kΩ VOUT = ±10V –30 –40 AMPLITUDE (dBc) –50 –60 –70 –80 G = 1000 –90 –100 G = 100 –110 G = 10 G=1 –120 –140 10 医疗仪器 工业过程控制 应变计 传感器接口 精密数据采集系统 通道隔离型系统 便携式仪器仪表 100 FREQUENCY (Hz) 1k 5k 11197-102 –130 应用 图2. 总谐波失真与频率的关系 概述 AD8422是一款高精度、低功耗、低噪声轨到轨仪表放大器， 具有业界最佳的每单位微安性能。该器件以超低失真性能 处理信号，在整个输出范围内负载不影响性能。 AD8422的宽输入范围和轨到轨输出特性使其具有单电源应 用中高性能仪表放大器所能具有的全部优势。无论使用高 电源电压或低电源电压，AD8422的节能特性使其成为高通 道数或功耗敏感型应用的极佳选择，同时还可满足此类应 用并不富裕的误差预算。 AD8422具有鲁棒的输入过压保护，确保其稳定性，并且不 牺牲噪声性能。AD8422具有高ESD抑制能力和针对来自相 反供电轨、高达40 V的连续电压输入保护。 它是业界标准AD620发展到第三代的产品，采用最新的工 艺和设计技术，比历代产品具有更高的动态范围和更低的 误差，同时功耗不足三分之一。AD8422采用的高性能引脚 排列与AD8221相同。 通过一个电阻可将增益设置为1至1000。基准引脚可用来 向输出电压施加精确失调。 AD8422具有极低的偏置电流，高源阻抗时不会产生误差， 允许多个传感器多路复用至输入端。低电压噪声和低电流 噪声特性使AD8422成为测量惠斯登电桥的理想选择。 AD8422的额定工作温度范围为−40°C至+85°C，可在高达 125°C时保证典型性能曲线，提供8引脚MSOP和SOIC两种 封装。 Rev. 0 Document Feedback Information furnished by Analog Devices is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by Analog Devices for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties that may result from its use. Specifications subject to change without notice. No license is granted by implication or otherwise under any patent or patent rights of Analog Devices. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. One Technology Way, P.O. Box 9106, Norwood, MA 02062-9106, U.S.A. Tel: 781.329.4700 ©2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Technical Support www.analog.com ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文，敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误，ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责。如需确认任何词语的准确性，请参考ADI提供 的最新英文版数据手册。 AD8422 目录 产品特性 ........................................................................................ 1 应用.................................................................................................. 1 典型连接图..................................................................................... 1 概述.................................................................................................. 1 修订历史 ......................................................................................... 2 技术规格 ......................................................................................... 3 SOIC封装................................................................................... 3 MSOP封装................................................................................. 5 绝对最大额定值............................................................................ 8 热阻 ............................................................................................ 8 ESD警告..................................................................................... 8 引脚配置和功能描述 ................................................................... 9 典型性能参数 .............................................................................. 10 工作原理 ....................................................................................... 19 架构 .......................................................................................... 19 增益选择.................................................................................. 19 基准引脚.................................................................................. 20 输入电压范围 ......................................................................... 20 布局 .......................................................................................... 20 输入偏置电流返回路径 ....................................................... 21 输入电压超出供电轨............................................................ 21 射频干扰(RFI) ........................................................................ 22 应用信息 ....................................................................................... 23 精密电桥调理 ......................................................................... 23 过程控制模拟输入 ................................................................ 23 外形尺寸 ....................................................................................... 24 订购指南.................................................................................. 24 修订历史 2013年5月—修订版0：初始版 Rev. 0 | Page 2 of 24 AD8422 技术规格 SOIC封装 除非另有说明，VS = ±15 V，VREF = 0 V，TA = 25°C，G = 1，RL = 2 kΩ。 表1. 参数 共模抑制比(CMRR) DC至60 Hz的CMRR， 1 kΩ非均衡信号源 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 全温度范围，G=1 7 kHz时的CMRR G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 噪声1 电压噪声，1 kHz 输入电压噪声，eNI 输出电压噪声，eNO 电流噪声 G=1 G = 10 G = 100至1000 电流噪声 失调电压2 输入失调，VOSI 全温度范围 平均温度系数 输出失调，VOSO 全温度范围 平均温度系数 折合到输入端的失调与 电源的关系(PSR) G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 输入电流 输入偏置电流 全温度范围 平均温度系数 输入失调电流 全温度范围 平均温度系数 测试条件/注释 最小值 AD8422ARZ 典型值 最大值 最小值 AD8422BRZ 典型值 最大值 单位 VCM = −10 V至+10 V T = −40°C至+85°C VCM = −10 V至+10 V 86 106 126 146 83 94 114 134 150 89 dB dB dB dB dB 80 90 100 100 80 95 100 100 dB dB dB dB VIN+, VIN−, VREF = 0 V 8 80 8 80 nV/√Hz nV/√Hz f = 0.1 Hz至10 Hz 2 0.5 0.15 90 8 f = 1 kHz f = 0.1 Hz至10 Hz 2 0.5 0.15 90 8 110 µV p-p µV p-p µV p-p fA/√Hz pA p-p VS = ±1.8 V至±15 V T = −40°C至+85°C 60 70 0.4 25 40 0.3 µV µV µV/°C VS = ±1.8 V至±15 V T = −40°C至+85°C 300 500 5 150 300 2 µV µV µV/°C VS = ±1.8 V至±18 V 90 110 124 130 VS = ±1.8 V至±15 V T = −40°C至+85°C VS = ±1.8 V至±15 V T = −40°C至+85°C 110 130 150 150 0.5 4 0.2 1 Rev. 0 | Page 3 of 24 100 120 140 140 1 2 0.3 0.8 120 140 160 160 0.2 4 0.1 1 dB dB dB dB 0.5 1 0.15 0.3 nA nA pA/°C nA nA pA/°C AD8422 参数 基准输入 RIN IIN 电压范围 输出增益 动态响应 小信号–3 dB带宽 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 0.01%建立时间 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 0.001%建立时间 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 压摆率 增益3 增益范围 增益误差 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 增益非线性度 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 增益与温度的关系 G=1 G>1 输入 输入阻抗 差分 共模 输入工作电压范围4 全温度范围 输出 输出摆幅，RL = 10 kΩ 全温度范围 输出摆幅，RL = 10 kΩ 全温度范围 输出摆幅，RL = 2 kΩ 全温度范围 输出摆幅，RL = 2 kΩ 全温度范围 短路电流 测试条件/注释 最小值 AD8422ARZ 典型值 最大值 20 35 VIN+, VIN−, VREF = 0 V 最小值 AD8422BRZ 典型值 最大值 1 1 kΩ µA V V/V 2200 850 120 12 2200 850 120 12 kHz kHz kHz kHz 13 13 12 80 13 13 12 80 µs µs µs µs 15 15 15 160 15 15 15 160 µs µs µs µs V/µs –VS 50 +VS 20 35 单位 –VS 50 +VS 10 V阶跃 10 V阶跃 G = 1至100 G = 1 + (19.8 kΩ/RG) 0.8 0.8 1 1000 1 1000 V/V 0.01 0.04 0.04 0.04 % % % % 5 5 10 20 ppm ppm ppm ppm 1 –80 ppm/°C ppm/°C GΩ||pF GΩ||pF V V VOUT ± 10 V 0.03 0.2 0.2 0.2 VOUT = −10 V至+10 V RL = 2 kΩ 0.5 2 4 10 5 5 10 20 0.5 2 4 10 5 −80 200||2 200||2 200||2 200||2 VS = ±1.8 V至±18 V T = −40°C至+85°C −VS + 1.2 −VS + 1.2 +VS − 1.1 +VS − 1.2 –VS + 1.2 –VS + 1.2 +VS − 1.1 +VS − 1.2 VS = ±15 V T = −40°C至+85°C VS = ±1.8 V T = −40°C至+85°C VS = ±15 V T = −40°C至+85°C VS = ±1.8 V T = −40°C至+85°C −VS + 0.2 −VS + 0.25 −VS + 0.12 −VS + 0.13 −VS + 0.25 −VS + 0.3 −VS + 0.15 −VS + 0.2 +VS − 0.2 +VS − 0.25 +VS − 0.12 +VS − 0.13 +VS − 0.25 +VS – 1.4 +VS − 0.15 +VS − 0.2 −VS + 0.2 −VS + 0.25 −VS + 0.12 −VS + 0.13 −VS + 0.25 −VS + 0.3 −VS + 0.15 −VS + 0.2 +VS − 0.2 +VS − 0.25 +VS − 0.12 +VS − 0.13 +VS − 0.25 +VS – 1.4 +VS − 0.15 +VS − 0.2 20 Rev. 0 | Page 4 of 24 20 V V V V V V V V mA AD8422 参数 电源 工作范围 静态电流 全温度范围 温度范围 额定性能 工作范围6 1 2 3 4 5 6 测试条件/注释 最小值 双电源供电 单电源供电 ±1.8 3.6 AD8422ARZ 典型值 最大值 300 T = −40°C至+85°C –40 –40 最小值 ±18 36 330 400 ±1.8 3.6 +85 +125 –40 –40 AD8422BRZ 典型值 最大值 300 单位 ±18 36 330 400 V V µA µA +85 +125 °C °C 总RTI噪声 = √eNI2 + (eNO/G)2 折合到输入端(RTI)总失调电压VOS = (VOSI) + (VOSO/G)。 增益不包含外部电阻RG的影响。 一个输入接地。G = 1。 输出电流限制在冷温下。参见图35。 关于85°C至125°C范围内的工作特性，请参见“典型性能参数”部分。 MSOP封装 除非另有说明，VS = ±15 V，VREF = 0 V，TA = 25°C，G = 1，RL = 2 kΩ。 表2. 参数 共模抑制比(CMRR) DC至60 Hz的CMRR， 1 kΩ非均衡信号源 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 全温度范围，G = 1 7 kHz时的CMRR G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 噪声1 电压噪声，1 kHz 输入电压噪声，eNI 输出电压噪声，eNO 峰峰值，参考到输入 G=1 G = 10 G = 100至1000 电流噪声 失调电压2 输入失调，VOSI 全温度范围 平均温度系数 输出失调，VOSO 全温度范围 平均温度系数 测试条件/注释 最小值 AD8422ARMZ 典型值 最大值 最小值 AD8422BRMZ 典型值 最大值 单位 VCM = −10 V至+10 V T = −40°C至+85°C VCM = −10 V至+10 V 86 106 126 146 83 90 110 130 150 86 dB dB dB dB 80 90 100 100 80 95 100 100 dB dB dB dB VIN+, VIN−, VREF = 0 V 8 80 8 80 nV/√Hz nV/√Hz f = 0.1 Hz至10 Hz f = 1 kHz f = 0.1 Hz至10 Hz 2 0.5 0.15 90 8 VS = ±1.8 V至±15 V T = −40°C至+85°C 2 0.5 0.15 90 8 70 110 0.6 300 500 5 VS = ±1.8 V至±15 V T = −40°C至+85°C Rev. 0 | Page 5 of 24 110 50 75 0.4 150 300 2 µV p-p µV p-p µV p-p fA/√Hz pA p-p µV µV µV/°C µV µV µV/°C AD8422 参数 折合到输入端的失调与 电源的关系 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 输入电流 输入偏置电流 全温度范围 平均温度系数 输入失调电流 全温度范围 平均温度系数 基准输入 RIN IIN 电压范围 输出增益 动态响应 小信号−3 dB带宽 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 0.01%建立时间 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 0.001%建立时间 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 压摆率 增益3 增益范围 增益误差 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 增益非线性度 G=1 G = 10 G = 100 G = 1000 增益与温度的关系 G=1 G>1 测试条件/注释 VS = ±1.8 V至±18 V 最小值 90 110 124 130 VS = ±1.8 V至±15 V T = −40°C至+85°C AD8422ARMZ 典型值 最大值 110 130 150 150 0.5 4 0.2 VS = ±1.8 V至±15 V T = −40°C至+85°C 最小值 100 120 140 140 1 2 20 35 120 140 160 160 0.2 4 0.1 0.3 0.8 1 VIN+, VIN−, VREF = 0 V AD8422BRMZ 典型值 最大值 dB dB dB dB 0.5 1 0.15 0.3 1 nA nA pA/°C nA nA pA/°C 1 1 kΩ µA V V/V 2200 850 120 12 2200 850 120 12 kHz kHz kHz kHz 13 13 12 80 13 13 12 80 µs µs µs µs 15 15 15 160 15 15 15 160 µs µs µs µs V/µs −VS 50 +VS 20 35 单位 −VS 50 +VS 10 V阶跃 10 V阶跃 G = 1至100 G = 1 + (19.8 kΩ/RG) 0.8 0.8 1 1000 1 1000 V/V 0.01 0.04 0.04 0.04 % % % % 5 5 10 20 ppm ppm ppm ppm 1 −80 ppm/°C ppm/°C VOUT ± 10 V 0.03 0.2 0.2 0.2 VOUT = −10 V至+10 V RL = 2 kΩ 0.5 2 4 10 5 5 10 20 5 −80 Rev. 0 | Page 6 of 24 0.5 2 4 10 AD8422 参数 输入 输入阻抗 差分 共模 输入工作电压范围4 全温度范围 输出 输出摆幅，RL = 10 kΩ 全温度范围 输出摆幅，RL = 10 kΩ 全温度范围 输出摆幅，RL = 2 kΩ 全温度范围5 输出摆幅，RL = 2 kΩ 全温度范围 短路电流 电源 工作范围 静态电流 全温度范围 温度范围 额定性能 工作范围6 1 2 3 4 5 6 测试条件/注释 最小值 AD8422ARMZ 典型值 最大值 最小值 200||2 200||2 AD8422BRMZ 典型值 最大值 200||2 200||2 单位 GΩ||pF GΩ||pF V V VS = ±1.8 V至±18 V T = −40°C至+85°C −VS + 1.2 −VS + 1.2 +VS − 1.1 +VS − 1.2 −VS + 1.2 −VS + 1.2 +VS − 1.1 +VS − 1.2 VS = ±15 V T = −40°C至+85°C VS = ±1.8 V T = −40°C至+85°C VS = ±15 V T = −40°C至+85°C VS = ±1.8 V T = −40°C至+85°C −VS + 0.2 −VS + 0.25 −VS + 0.12 −VS + 0.13 −VS + 0.25 −VS + 0.3 −VS + 0.15 −VS + 0.2 +VS − 0.2 +VS − 0.25 +VS − 0.12 +VS − 0.13 +VS − 0.25 +VS – 1.4 +VS − 0.15 +VS − 0.2 −VS + 0.2 −VS + 0.25 −VS + 0.12 −VS + 0.13 −VS + 0.25 −VS + 0.3 −VS + 0.15 −VS + 0.2 +VS − 0.2 +VS − 0.25 +VS − 0.12 +VS − 0.13 +VS − 0.25 +VS – 1.4 +VS − 0.15 +VS − 0.2 V V V V V V V V mA ±18 36 330 400 V V µA µA +85 +125 °C °C 20 双电源供电 单电源供电 ±1.8 3.6 300 T = −40°C至+85°C –40 –40 总RTI噪声 = √eNI2 + (eNO/G)2 折合到输入端(RTI)总失调电压VOS = (VOSI) + (VOSO/G)。 增益不包含外部电阻RG的影响。 一个输入接地。G = 1。 输出电流限制在冷温下。参见图35。 关于85°C至125°C范围内的工作特性，请参见“典型性能参数”部分。 Rev. 0 | Page 7 of 24 20 ±18 36 330 400 ±1.8 3.6 +85 +125 –40 –40 300 AD8422 绝对最大额定值 热阻 表3. 参数 电源电压 输出短路电流持续时间 在−IN或+IN的最大电压1 在−IN或+IN的最小电压 基准引脚最大电压 存储温度范围 工作温度范围 最高结温 ESD 人体模型 充电器件模型 机器模型 1 θJA针对空气中使用4层JEDEC电路板(PCB)的器件而规定。 额定值 ±1.8 V至±18 V 不定 −VS + 40 V +VS − 40 V ±VS ± 0.3 V −65°C至+150°C −40°C至+125°C 150°C 表4. 封装 8引脚 SOIC 8引脚 MSOP θJA 100 162 单位 °C/W °C/W ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件。 3 kV 1.25 kV 100 V 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放电。尽 管本产品具有专利或专有保护电路，但在遇到高能量 ESD时，器件可能会损坏。因此，应当采取适当的ESD 防范措施，以避免器件性能下降或功能丧失。 电压超出此限值范围时，请使用输入保护电阻。更多信息请参见 “工作原理”部分。 注意，超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性 损坏。这只是额定最值，并不能以这些条件或者在任何其 它超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下，推断器 件能否正常工作。长期在绝对最大额定值条件下工作会影 响器件的可靠性。 Rev. 0 | Page 8 of 24 AD8422 AD8422 –IN 1 8 +VS RG 2 7 VOUT RG 3 6 REF +IN 4 5 –VS TOP VIEW (Not to Scale) 11197-002 引脚配置和功能描述 图3. 引脚配置 表5. 引脚功能描述 引脚编号 1 2, 3 4 5 6 7 8 引脚名称 −IN RG +IN −VS REF VOUT +VS 说明 负输入引脚。 增益设置引脚。在RG引脚上放置电阻来设定增益。G = 1 + (19.8 kΩ/RG)。 正输入引脚。 负电源引脚。 基准电压引脚。使用低阻抗电压源驱动该引脚，实现输出电平转换。 输出引脚。 正电源引脚。 Rev. 0 | Page 9 of 24 AD8422 典型性能参数 除非另有说明，T = 25°C，VS = ±15，VREF = 0 V，RL = 10 kΩ。 400 400 350 350 300 250 200 200 150 150 100 100 50 50 0 –90 –60 0 30 –30 INPUT OFFSET VOLTAGE (µV) 60 90 0 –300 –200 –100 0 100 200 300 200 300 OUTPUT OFFSET VOLTAGE (µV) 图4. 输入失调电压的典型分布图 11197-006 HITS 250 11197-003 图7. 输出失调电压的典型分布图 800 400 600 HITS HITS 300 400 200 200 100 0 300 600 –600 –300 POSITIVE INPUT BIAS CURRENT (pA) 900 0 –300 11197-004 0 –900 –200 –100 0 100 INPUT OFFSET CURRENT (pA) 图5. 输入偏置电流的典型分布图 11197-007 HITS 300 图8. 输入失调电流的典型分布图 500 500 400 HITS 300 200 100 100 –6 –3 3 0 PSRR G = 1 (µV/V) 6 9 0 –40 –20 0 CMRR G = 1 (µV/V) 20 图9. CMRR的典型分布图(G = 1) 图6. PSRR的典型分布图(G = 1) Rev. 0 | Page 10 of 24 40 11197-008 0 –9 300 200 11197-005 HITS 400 AD8422 20 10 VS = ±12V 0 –5 VS = ±5V –10 –15 –20 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 20 OUTPUT VOLTAGE (V) 10 VS = ±12V 5 0 –5 VS = ±5V –10 –15 –20 –20 VREF = 2.5V INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) 5.0 VREF = 0V 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 OUTPUT VOLTAGE (V) 图11. 输入共模电压与输出电压的关系(G = 1，单电源，VS = 5 V) 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 VREF = 1.8V 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0 –0.5 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 OUTPUT VOLTAGE (V) 3.0 20 4.0 3.0 VREF = 0V 15 3.5 4.0 图12. 输入共模电压与输出电压的关系(G = 1，单电源，VS = 3.6 V) VREF = 2.5V VREF = 0V 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 图14. 输入共模电压与输出电压的关系(G = 100，单电源，VS = 5 V) INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) G=1 10 OUTPUT VOLTAGE (V) G = 100 2.5 2.0 1.5 1.0 VREF = 0V VREF = 1.8V 0.5 0 –0.5 11197-011 INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) 3.0 5 G = 100 0 –0.5 11197-010 0 0 4.5 0.5 0 –0.5 –5 图13. 输入共模电压与输出电压的关系 (G = 100，VS = ±15 V，VS = ±12 V，VS = ±5 V) G=1 4.5 –10 OUTPUT VOLTAGE (V) 图10. 输入共模电压与输出电压的关系 (G = 1，VS = ±15 V，VS = ±12 V，VS = ±5 V) 5.0 –15 11197-013 5 VS = ±15V 11197-012 VS = ±15V G = 100 15 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 OUTPUT VOLTAGE (V) 3.0 3.5 4.0 11197-014 15 INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) G=1 11197-009 INPUT COMMON-MODE VOLTAGE (V) 20 图15. 输入共模电压与输出电压的关系(G = 100，单电源，VS = 3.6 V) Rev. 0 | Page 11 of 24 AD8422 4 2.5 0 2.0 –4 1.5 –8 1.0 –12 0.5 10 15 20 25 30 35 40 IIN 5 0 –5 –5 –10 –10 –16 –15 –15 –20 –20 –25 INPUT VOLTAGE (V) –20 –20 INPUT BIAS CURRENT (nA) 0 IIN INPUT CURRENT (mA) 5 0 –0.05 –10 –15 –15 –0.20 –20 –0.25 –15 0 5 10 –5 INPUT VOLTAGE (V) 15 20 –0.10 –0.15 25 VOUT IIN 3.5 0.20 16 0.15 12 8 3.0 4 2.5 0 2.0 –4 1.5 –8 1.0 –12 0.5 –16 0 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 INPUT VOLTAGE (V) 0 5 10 15 VS = 5V –20 INPUT BIAS CURRENT (nA) OUTPUT VOLTAGE (V) 4.0 20 INPUT CURRENT (mA) 4.5 –5 图20. 输入偏置电流与共模电压的关系(VS = ±15 V) 0.10 0.05 0 –0.05 –0.10 –0.15 11197-017 5.0 –10 COMMON-MODE VOLTAGE (V) 图17. 输入过压性能(G = 1，VS = ±15 V) VS = 5V G = 100 VREF = 2.5V VIN– = 2.5V 25 0.05 –10 –10 20 0.10 –5 –15 15 0.15 –5 11197-016 OUTPUT VOLTAGE (V) 10 VOUT –20 0 5 10 –5 INPUT VOLTAGE (V) VS = ±15V 0.20 15 5 –20 –25 –10 0.25 20 VS = ±15V G=1 VREF = 0V VIN– = 0V 0 –15 图19. 输入过压性能(G = 100，VS = ±15 V) 20 10 5 0 图16. 输入过压性能(G = 1，VS = 5 V) 15 10 VOUT 11197-019 5 15 图18. 输入过压性能(G = 100，VS = 5 V) –0.20 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 COMMON-MODE VOLTAGE (V) 图21. 输入偏置电流与共模电压的关系(VS = 5 V) Rev. 0 | Page 12 of 24 4.5 11197-020 0 10 OUTPUT VOLTAGE (V) 8 3.0 0 –35 –30 –25 –20 –15 –10 –5 15 12 IIN 3.5 20 VS = ±15V G = 100 VREF = 0V VIN– = 0V INPUT CURRENT (mA) 16 VOUT INPUT CURRENT (mA) OUTPUT VOLTAGE (V) 4.0 20 11197-015 4.5 VS = 5V G=1 VREF = 2.5V VIN– = 2.5V 11197-018 20 5.0 AD8422 180 180 POSITIVE PSRR (dB) 140 120 GAIN = 1000 160 GAIN = 100 GAIN = 10 GAIN = 100 140 GAIN = 1 CMRR (dB) 160 GAIN = 1000 100 80 60 GAIN = 10 120 GAIN = 1 100 80 40 1 10 100 1k FREQUENCY (Hz) 10k 100k 40 0.1 11197-021 0 0.1 1 10 100k GAIN = 1000 160 GAIN = 100 140 GAIN = 10 140 GAIN = 1 CMRR (dB) NEGATIVE PSRR (dB) 10k GAIN = 1000 GAIN = 100 100 100k 180 180 120 10k 图25. CMRR与频率的关系 图22. 正PSRR与频率的关系 160 100 1k FREQUENCY (Hz) 11197-024 60 20 80 60 120 GAIN = 10 100 GAIN = 1 80 40 1 10 100 1k FREQUENCY (Hz) 10k 100k 40 0.1 11197-022 0 0.1 70 10 0 GAIN = 1 –10 –20 10 100 1k 10k 100k FREQUENCY (Hz) 1M 10M 0.4 0.3 0.2 0.1 0 –0.1 –0.2 –0.3 –0.4 –0.5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 TIME (s) 图27. 输入失调电压(VOSI )变化与预热时间的关系 图24. 增益与频率的关系 Rev. 0 | Page 13 of 24 100 11197-026 CHANGE IN INPUT OFFSET VOLTAGE (µV) GAIN = 10 11197-023 GAIN (dB) GAIN = 100 30 20 100 1k FREQUENCY (Hz) 0.5 GAIN = 1000 50 40 10 图26. CMRR与频率的关系)1 kΩ非均衡信号源) 图23. 负PSRR与频率的关系 60 1 11197-025 60 20 AD8422 0.4 VS = ±15V NORMALIZED AT 25°C 0.5 0.1 0 0 –0.5 –0.1 –1.0 –0.2 –1.5 –0.3 –25 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 0.40 SUPPLY CURRENT (mA) 0.2 INPUT OFFSET CURRENT (nA) 1.0 0.35 0.30 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 –0.4 125 TEMPERATURE (°C) 0 –40 –25 –10 80 95 110 125 0 –20 –40 110 125 ISHORT + 50 40 30 20 10 0 –10 ISHORT – –20 –80 –10 5 20 35 50 65 80 95 110 125 TEMPERATURE (°C) –30 –40 11197-028 –25 –25 –10 5 20 35 50 65 TEMPERATURE (°C) 80 95 11197-031 SHORT-CIRCUIT CURRENT (mA) GAIN ERROR (µV/V) 20 –60 图32. 短路电流与温度的关系(G = 1) 图29. 增益与温度的关系(G = 1) +VS 50 INPUT VOLTAGE (V) REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES REPRESENTATIVE SAMPLE NORMALIZED AT 25°C 30 20 10 0 –10 –20 –30 –40 –25 –10 5 20 35 50 65 TEMPERATURE (°C) 80 95 110 125 11197-029 CMRR (µV/V) 65 60 40 –50 –40 50 70 REPRESENTATIVE SAMPLES NORMALIZED AT 25°C 60 40 35 图31. 电源电流与温度的关系(G = 1) 100 –100 –40 20 TEMPERATURE (°C) 图28. 输入偏置电流和输入失调电流与温度的关系 80 5 –0.5 –1.0 –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C –1.5 +1.5 +1.0 +0.5 –VS 0 2 4 6 8 10 12 14 SUPPLY VOLTAGE (±VS) 图33. 输入电压限制与电源电压的关系 图30. CMRR与温度的关系(G = 1，归一化至25°C) Rev. 0 | Page 14 of 24 16 18 11197-034 –2.0 –40 0.45 0.3 11197-027 INPUT BIAS CURRENT (nA) 1.5 0.50 11197-030 2.0 AD8422 +VS –0.2 OUTPUT VOLTAGE SWING (V) REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES –0.1 –0.2 –0.3 +125°C +85°C +25°C –40°C +0.3 +0.2 +0.1 –0.4 –0.6 –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C –0.8 +0.8 +0.6 +0.4 2 4 6 8 10 12 14 16 18 SUPPLY VOLTAGE (±VS) –VS 100µ +VS 5 –0.2 4 –0.4 3 –0.6 +125°C +85°C +25°C –40°C –0.8 +0.8 +0.6 +0.4 +0.2 VS = ±15V G=1 2 1 0 –1 –2 –3 RL = 2kΩ RL = 10kΩ –4 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 SUPPLY VOLTAGE (±VS) –5 –10 11197-036 –VS –8 –6 –2 0 2 4 8 10 10 8 GAIN NONLINEARITY (ppm) 10 5 –40°C +25°C +85°C +105°C +125°C –5 –10 VS = ±15V G = 10 6 4 2 0 –2 –4 –6 RL = 2kΩ RL = 10kΩ 1k 10k LOAD RESISTANCE (Ω) 100k 11197-037 –8 –15 100 6 图38. 增益非线性度(G = 1) 15 OUTPUT VOLTAGE SWING (V) –4 OUTPUT VOLTAGE (V) 图35. 输出电压摆幅与电源电压的关系(RL = 2 kΩ) 0 10m 图37. 输出电压摆幅与输出电流的关系 GAIN NONLINEARITY (ppm) OUTPUT VOLTAGE SWING (V) REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES 图34. 输出电压摆幅与电源电压的关系(RL = 10 kΩ) 1m OUTPUT CURRENT (A) 11197-039 0 11197-038 +0.2 –10 –10 –8 –6 –4 –2 0 2 4 OUTPUT VOLTAGE (V) 图39. 增益非线性度(G = 10) 图36. 输出电压摆幅与负载阻抗的关系 Rev. 0 | Page 15 of 24 6 8 10 11197-040 –VS 11197-035 OUTPUT VOLTAGE SWING (V) REFERRED TO SUPPLY VOLTAGES +VS AD8422 20 16 G = 1000, 100nV/DIV VS = ±15V G = 100 NONLINEARITY (ppm) 12 8 4 0 G = 1, 1µV/DIV –4 –8 RL = 2kΩ RL = 10kΩ –20 –10 –8 –6 –4 –2 0 2 4 6 8 1s/DIV 10 OUTPUT VOLTAGE (V) 11197-041 –16 图40. 增益非线性度(G = 100) 图43. 0.1 Hz至10 Hz RTI电压噪声(G = 1，G = 1000) 50 40 10k VS = ±15V G = 1000 CURRENT NOISE (fA/√Hz) 30 NONLINEARITY (ppm) 11197-044 –12 20 10 0 –10 –20 1k 100 –30 –8 –6 –4 –2 0 2 4 6 8 10 OUTPUT VOLTAGE (V) 10 11197-042 –50 –10 1 图41. 增益非线性度(G = 1000) 10 100 FREQUENCY (Hz) 1k 10k 图44. 电流噪声谱密度与频率的关系 G=1 100 5pA/DIV G = 10 G = 100 10 1 0.1 1 10 100 1k 10k 100k 1s/DIV FREQUENCY (Hz) 图45. 0.1 Hz至10 Hz电流噪声 图42. 电压噪声谱密度与频率的关系 Rev. 0 | Page 16 of 24 11197-046 G = 1000 11197-043 VOLTAGE NOISE RTI (nV/√Hz) 1k 11197-045 RL = 2kΩ RL = 10kΩ –40 AD8422 30 G=1 VS = ±15V 5V/DIV 20 15 12.0µs TO 0.01% 15.2µs TO 0.001% 10 0.002%/DIV 5 VS = +5V 11197-050 OUTPUT VOLTAGE (V p-p) 25 10k FREQUENCY (Hz) 100k 1M 图49. 大信号脉冲响应与建立时间的关系 (G = 100，10 V阶跃，VS = ±15 V，RL = 2 kΩ，CL = 100 pF) 图46. 大信号频率响应 5V/DIV 5V/DIV 80µs TO 0.01% 160µs TO 0.001% 13.6µs TO 0.01% 15.2µs TO 0.001% 0.002%/DIV 10µs/DIV 11197-048 0.002%/DIV 11197-051 1k 11197-047 10µs/DIV 0 100 100µs/DIV 图50. 大信号脉冲响应与建立时间的关系 (G = 1000，10 V阶跃，VS = ±15 V，RL = 2 kΩ，CL = 100 pF) 图47. 大信号脉冲响应与建立时间的关系 (G = 1，10 V阶跃，VS = ±15 V，RL = 2 kΩ，CL = 100 pF) 30 RL = 2kΩ CL = 100pF 25 SETTLING TIME (µs) 5V/DIV 12.8µs TO 0.01% 15.1µs TO 0.001% 0.002%/DIV 20 SETTLED TO 0.001% 15 10 SETTLED TO 0.01% 0 2 4 6 8 10 12 14 16 STEP SIZE (V) 图51. 建立时间与阶跃大小的关系(G = 1) 图48. 大信号脉冲响应与建立时间的关系 (G = 10，10 V阶跃，VS = ±15 V，RL = 2 kΩ，CL = 100 pF) Rev. 0 | Page 17 of 24 18 20 11197-052 10µs/DIV 11197-049 5 AD8422 50mV/DIV 11197-056 10µs/DIV 11197-053 20mV/DIV 100µs/DIV 图52. 小信号脉冲响应(G = 1，RL = 2 kΩ，CL = 100 pF) 图55. 小信号脉冲响应(G = 1000，RL = 2 kΩ，CL = 100 pF) NO LOAD 20 pF 50 pF 100 pF 图53. 小信号脉冲响应(G = 10，RL = 2 kΩ，CL = 100 pF) 50mV/DIV 图56. 各种容性负载条件下的小信号脉冲响应(G = 1，RL = 空载) 11197-055 20mV/DIV 10µs/DIV 10µs/DIV 11197-057 10µs/DIV 11197-054 20mV/DIV 图54. 小信号脉冲响应(G = 100，RL = 2 kΩ，CL = 100 pF) Rev. 0 | Page 18 of 24 AD8422 工作原理 +VS VB IB COMPENSATION I A1 IB COMPENSATION A2 C1 10kΩ +VS C2 10kΩ NODE 1 –IN ESD AND OVERVOLTAGE PROTECTION R1 Q1 9.9kΩ superβ +VS RG NODE 3 –VS +VS 10kΩ R2 9.9kΩ +VS OUTPUT A3 NODE 2 Q2 superβ ESD AND OVERVOLTAGE PROTECTION –VS 10kΩ REF +IN NODE 4 –VS –VS 11197-058 I DIFFERENCE AMPLIFIER STAGE 图57. 原理示意图 AD8422的传递函数为： 架构 AD8422以传统的三运放仪表放大器拓扑结构为基础。这种 拓扑结构由两级组成：一级是提供差分放大的前置放大 器，其后是一个消除共模电压的差动放大器。图57显示了 AD8422的简化原理图。 就拓扑结构而言，Q1、A1、R1和Q2、A2、R2可视作精密 电流反馈放大器，反馈使得Q1和Q2的发射极保持固定电 流。输入信号的任何改变都会迫使A1和A2的输出电压作出 相应的改变，以保持Q1和Q2电流处于正确的数值。这样 便使得从+IN到节点4、从-IN到节点3分别有一个二极管的 压降，于是输入端的差分信号可在RG引脚上重现。流过RG 的电流也必须同样流过R1和R2，在节点1和节点2之间建立 增益放大后的差分电压。 经过放大的差分信号和共模信号作用于差动放大器，后者 抑制共模电压，但保留放大后的差分电压。 激光调整电阻可实现增益误差小于0.01%以及共模抑制比 (CMRR)超过94 dB (G = 1)的高精度仪表放大器。电源电流 经过精密调整，减少器件间功耗和噪声差异而引起的不确 定性。高性能的引脚排列以及严谨的设计和布局使其在宽 频率和温度范围内具有高共模抑制比(CMRR)。AD8422使 用superbeta输入晶体管和偏置电流补偿，提供极高的输入 阻抗和低偏置电流，以及极低的电压噪声，同时只需300 µA 的电源电流。过压保护方案可在所有增益条件下允许输入 电压与相反供电轨的差值达到40 V，而不影响噪声性能。 VOUT = G × (VIN+ − VIN−) + VREF 其中： 增益选择 将一个电阻跨接在RG引脚上，即可设置AD8422的增益， 电阻值计算可参考表6或利用下列增益公式： RG = 19.8 kΩ G −1 不使用增益电阻时，AD8422默认设置G = 1。将电阻RG的容 差和增益漂移与AD8422的规格相加，即可确定系统的总增 益精度。不使用增益电阻时，增益误差和增益漂移最小。 表6. 用1%电阻实现的增益 1%标准表RG值(Ω) 计算得到的增益值 19.6 k 4.99 k 2.21 k 1.05 k 402 200 100 39.2 20 2.010 4.968 9.959 19.86 50.25 100.0 199.0 506.1 991.0 Rev. 0 | Page 19 of 24 AD8422 AD8422将输入差分电压复制至RG电阻。请选择合适大小 的电阻RG，使其能在预期功耗下正常工作。 –IN 1 RG 基准引脚 AD8422的输出电压是相对于基准引脚上的电位而言的。它 可用来向输出信号施加精确失调。例如，可以将一个电压 源与REF引脚相连，对输出进行电平转换，从而使AD8422 可以驱动单极性模数转换器(ADC)。REF引脚由ESD二极管 保护，其上电压不得超出+VS或–VS的0.3 V以上。 为获得最佳性能，REF引脚的源阻抗应保持在1 Ω以下。如 图57所示，基准引脚REF在10 kΩ电阻的一端。REF引脚附加 到这个10 kΩ电阻的阻抗会导致连接到正输入端的信号被 放大。 附加RREF的放大倍率可由下式求出： 2(10 kΩ + RREF)/(20 kΩ + RREF) 只有正信号路径会被放大；负路径不受影响。这种不均衡 的放大作用会降低共模抑制比(CMRR)。 CORRECT AD8422 REF 7 VOUT RG 3 6 REF +IN 4 5 –VS TOP VIEW (Not to Scale) 图59. 引脚排列图 整个频率范围内的共模抑制比 若布局不当，会导致部分共模信号转换为差分信号，而后 传送至仪表放大器。各输入路径的频率响应不同时，会进 行信号转换。要在整个频率范围内保持高共模抑制比，每 个路径的输入源阻抗与电容要严格匹配。输入路径的附加 源电阻(例如，用于提供输入保护)需要靠近仪表放大器的 输入端放置，这样可以使其与PCB走线寄生电容之间的交 互作用降到最低。 增益设置引脚(RG)的寄生电容也能影响整个频率范围内的 共模抑制比(CMRR)。如果电路板设计中在增益设置引脚 处有一个器件(例如，一个开关或跳线)，那么该器件的寄 生电容应该尽可能的小。 使用稳定的直流电压给仪表放大器供电。电源引脚上的噪 声会对器件性能产生不利影响。 REF 尽可能靠近各电源引脚放置一个0.1 μF电容。因为高频时旁 路电容引线的长度至关重要，所以建议使用表面贴装电 容。旁路接地走线中的寄生电感会对旁路电容的低阻抗产 生不利影响。如图60所示，离该器件较远的位置可以用一 个10 μF电容。若使用较大电容并在较低频率时有效，电流 返回路径距离并不重要。大多数情况下，其它局部精密集 成电路可以共享该电容。 V + 11197-059 OP1177 – +VS 2 电源与接地 AD8422 V 8 图58. 驱动基准引脚(REF) 输入电压范围 使用差动放大器级消除共模电压之前，AD8422的三运放架 构会在第一级应用增益。第一级与第二级间的内部节点(图57 中的节点1和2)都会收到由增益信号、共模信号以及二极管 压降组成的混合信号。电源电压能够限制合并后的信号，即 使在单独输入和输出信号没有被限制的时候也是如此。 图10至图15显示了这一限制的详细情况。 +VS 0.1µF 10µF +IN RG VOUT AD8422 布局 LOAD 为确保AD8422在PCB板级达到最佳性能，必须精心设计电 路板布局。为实现这一目标，AD8422的引脚以合乎逻辑的 方式进行安排。 REF –IN 0.1µF 10µF –VS 图60. 电源去耦、REF及输出以局部地为参考 Rev. 0 | Page 20 of 24 11197-061 INCORRECT AD8422 11197-060 RG功耗 AD8422 输入电压超出供电轨 接地层有利于减少寄生电感。电流发生改变时，压降降至 最小。电流路径范围与寄生电感的量级成正比，因此与高 频时的路径阻抗也成正比。感应去耦路径或接地回路中的 大电流变化会耦合至放大器输入端，从而产生不利影响。 负载电流由电源流入，所以负载应连接至与旁路电容接地 相同的位置。 许多仪表放大器具有出色的CMRR和输入阻抗特性，但在 实际系统中，由于输入保护所需的外部元件会影响性能。 AD8422具有非常鲁棒的输入，通常它不需要额外的输入保 护。即使输入电压与相反供电轨的差值达到40 V，也不会造 成损坏。例如，采用+5 V正电源和0 V负电源时，器件可以 安全地承受−35 V至+40 V的电压。与其他仪表放大器不同， 该器件即使在处于高增益状态时也可以处理较大的差分输 入电压。 基准引脚 AD8422的输出电压是相对于基准引脚上的电位而言的。应 确保REF与适当的局部地连接。 +VS + VIN+ – AD8422的输入偏置电流必须有一个对地的返回路径。如 图61所示，无电流返回路径时，使用浮动电流源(如热电偶) 需建立电流返回路径。 INCORRECT + VIN+ – CORRECT +VS I AD8422 –VS MOST APPLICATIONS +VS 11197-063 输入偏置电流返回路径 图62. 无外部元件的输入过压保护 若电压与相反供电轨的差值不足40 V，则不需要输入保护。 AD8422 AD8422其他引脚应保持在电源电压范围内。AD8422的所 有引脚均提供ESD保护。 AD8422 REF REF 输入电压超出最大额定值 –VS 针对电压超出AD8422的“绝对最大额定值”部分中所列限值 的应用，则需要采用外部保护。这一外部保护取决于过压 事件的持续时间以及所需要的噪声性能。 –VS TRANSFORMER TRANSFORMER +VS +VS 对于持续时间较短的过压事件，可能仅需使用瞬变保护 器，如金属氧化物压敏电阻(MOV)。 AD8422 AD8422 REF 对于持续时间较长的事件，则使用与输入串联的电阻，并 搭配二极管。为了避免降低偏置电流性能，建议使用低泄 漏二极管，如BAV199或FJH1100。这些二极管可避免放大 器的输入端电压超过最大额定值，并且电阻可限制进入二 极管的电流。由于大多数外部二极管均可轻松处理100 mA 或更高的电流值，无需使用阻值很高的电阻。因此，保护 电阻对噪声性能的影响可以降至最低。 REF 10MΩ –VS –VS THERMOCOUPLE THERMOCOUPLE +VS +VS C C C R fHIGH-PASS = 2π1RC AD8422 REF C AD8422 REF –VS –VS CAPACITIVELY COUPLED CAPACITIVELY COUPLED 11197-062 R 图61. 建立输入偏置电流返回路径 Rev. 0 | Page 21 of 24 AD8422 + + I VIN+ – RPROTECT AD8422 +VS 射频干扰(RFI) 在有强RF信号的应用中使用放大器时，一般都存在RF整流 问题。这种干扰可能会表现为较小的直流失调电压。高频 信号可以通过在仪表放大器输入端放置低通RC网络来滤 除，如图64所示。 I VIN+ – AD8422 RPROTECT –VS TRANSIENT PROTECTION +VS RPROTECT + VIN+ – I AD8422 RPROTECT + VIN– – + VIN– – –VS +VS SIMPLE CONTINUOUS PROTECTION 0.1µF +VS +VS RPROTECT + VIN+ – –VS +VS R AD8422 LOW NOISE CONTINUOUS OPTION 1 + VIN– – –VS +IN 2kΩ CD 10nF RPROTECT –VS VOUT AD8422 RG R –VS LOW NOISE CONTINUOUS OPTION 2 10µF CC 1nF I REF –IN 2kΩ CC 1nF 11197-064 + VIN– – 0.1µF 10µF 图63. 输入电压超过绝对最大额定值的输入保护选项 –VS 另一种方案是使用串联电阻，但以牺牲部分噪声性能为代 价。在过压情况下，AD8422器件内部可将输入电流限制为 放大器的安全值。虽然AD8422的输入必须保持在“绝对最 大额定值”部分定义的数值以内，但保护电阻上的I × R压降 值提升了系统能够耐受的最大电压，如下式所示： 11197-065 +VS 图64. 射频干扰(RFI)抑制 滤波器根据以下关系式对输入信号带宽加以限制： 滤波器频率 DIFF 滤波器频率CM 对于正输入信号： VMAX_NEW = (40 V + 负电源 ) + IIN × RPROTECT 其中CD ≥ 10 CC。 对于负输入信号： VMIN_NEW = (正电源 – 40 V) − IOUT × RPROTECT 过压性能如图16、17、18和19所示。若增益大于100且电源 电压低于±2.5 V，将电压过驱至超出供电轨可能导致输出反 相为REF引脚电压。 CD影响差动信号，CC影响共模信号。选择R和CC值，将射 频干扰减至最小。正输入端R × CC与负输入端R × CC的不匹 配会降低AD8422的CMRR性能。使CD的值比CC大一个数量 级，可以降低不匹配的影响，从而改善性能。 电阻会增加噪声；因此，需权衡考量高频时的噪声和输入 阻抗与RF抗扰度，以便选择合适的电阻和电容值。RFI滤 波器与输入保护可以采用相同的电阻。 Rev. 0 | Page 22 of 24 AD8422 应用信息 精密电桥调理 AD8276和 ADA4096-2使 用 较 低 的 电 源 电 压 ， 应 确 保 AD8276所需的输出电压位于其输出范围内，并且VL位于 ADA4096-2的输入和输出范围内。晶体管必须具有足够的 击 穿 电 压 和 IC。 建 议 使 用 低 成 本 晶 体 管 ， 如 BC847或 2N5210。 AD8422具有高CMRR、低漂移和轨到轨输出特性，是调理 惠斯登电桥信号的理想选择。若电源电压适中，可调节增 益和基准电压引脚的电压值，使其满量程电桥输出匹配任 意期望输出范围，如0 V至5 V。图65中的电路使用低功耗、 精密差动放大器AD8276以及低功耗、轨到轨输入和输出、 带过压保护的运算放大器ADA4096-2，将桥式信号转换为 4 mA至20 mA输出。使用高精度桥式电路时，必须小心补偿 失调和温度误差。例如，如果REF引脚电压用于补偿电桥 失调，则应确保AD8422在最大预期失调条件下位于其工作 范围内。如果不使用零调整电位计，请将运算放大器的正 输入连接至24.9 kΩ/10.7 kΩ分压器的中心，即1.5 V。若 过程控制模拟输入 在诸如可编程逻辑控制器(PLC)和分布式控制系统(DCS)等 过程控制系统中，模拟变量通常仅处于某些标准电压或电 流范围内，包括4 mA至20 mA和±10 V。这些输入范围内的 变量必须始终进行增益或衰减以及电平转换处理，使其匹 配特定的ADC输入范围，如0 V至5 V。图66中的电路显示了 采用单个AD8422实现这一目标的一种方法。AD8422具有低 功耗、过压保护和高精度特性，非常适合过程控制应用； 其高输入阻抗、低偏置电流和低电流噪声使系统具有出色 的源电阻和最小的额外误差特性。 +5V +5V +IN VOUT_FS = ±15mV RG +24V AD8422 +5V REF –IN AD8276 24.9kΩ +24V RG = 301Ω G = 66.8V/V SENSE +IN V = 0.5V TO 2.5V +24V VOUT REF –IN +24V 1 124Ω IOUT = 4mA TO 20mA VL 10.7kΩ ADA4096-2 RL 11197-066 ADA4096-2 1OPTIONAL ZERO ADJUST 图65. 具有4 mA至20 mA输出的桥式电路 TERMINAL BLOCK 0V TO 10V, ±10V 42.2kΩ 0V TO 5V, ±5V 34kΩ 8.45kΩ 49.9kΩ +IN RG AD8422 1kΩ –IN –15V RG = 13.2kΩ G = 2.5V/V 图66. 过程控制模拟输入 Rev. 0 | Page 23 of 24 VOUT = 2.5V ±2.5V REF 2.5V 11197-067 4mA TO 20mA, 0mA TO 20mA ±20mA +15V 1kΩ 0V TO 1V, ±1V AD8422 外形尺寸 5.00 (0.1968) 4.80 (0.1890) 8 4.00 (0.1574) 3.80 (0.1497) 5 1 6.20 (0.2441) 5.80 (0.2284) 4 1.27 (0.0500) BSC 0.25 (0.0098) 0.10 (0.0040) 1.75 (0.0688) 1.35 (0.0532) 0.51 (0.0201) 0.31 (0.0122) COPLANARITY 0.10 SEATING PLANE 0.50 (0.0196) 0.25 (0.0099) 45° 8° 0° 0.25 (0.0098) 0.17 (0.0067) 1.27 (0.0500) 0.40 (0.0157) 012407-A COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MS-012-AA CONTROLLING DIMENSIONS ARE IN MILLIMETERS; INCH DIMENSIONS (IN PARENTHESES) ARE ROUNDED-OFF MILLIMETER EQUIVALENTS FOR REFERENCE ONLY AND ARE NOT APPROPRIATE FOR USE IN DESIGN. 图67. 8引脚标准小型封装[SOIC_N] 窄体 (R-8) 图示尺寸单位：mm和(inch) 3.20 3.00 2.80 8 3.20 3.00 2.80 1 5.15 4.90 4.65 5 4 PIN 1 IDENTIFIER 0.65 BSC 0.95 0.85 0.75 15° MAX 1.10 MAX 0.40 0.25 6° 0° 0.23 0.09 COMPLIANT TO JEDEC STANDARDS MO-187-AA 0.80 0.55 0.40 10-07-2009-B 0.15 0.05 COPLANARITY 0.10 图68. 8引脚超小型封装[MSOP] (RM-8) 图示尺寸单位：mm 订购指南 型号1 AD8422ARZ AD8422ARZ-R7 AD8422ARZ-RL AD8422BRZ AD8422BRZ-R7 AD8422BRZ-RL AD8422ARMZ AD8422ARMZ-R7 AD8422ARMZ-RL AD8422BRMZ AD8422BRMZ-R7 AD8422BRMZ-RL 1 温度范围 −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C −40°C至+85°C 封装描述 8引脚SOIC_N，标准级 8引脚SOIC_N，标准级，7”卷带和卷盘 8引脚SOIC_N，标准级，13”卷带和卷盘 8引脚SOIC_N，高性能级 8引脚SOIC_N，高性能级，7”卷带和卷盘 8引脚SOIC_N，高性能级，13”卷带和卷盘 8引脚MSOP，标准级 8引脚MSOP，标准级，7”卷带和卷盘 8引脚MSOP，标准级，13”卷带和卷盘 8引脚MSOP，高性能级 8引脚MSOP，高性能级，7”卷带和卷盘 8引脚MSOP，高性能级、13”卷带和卷盘 Z = 符合RoHS标准的器件。 ©2013 Analog Devices, Inc. All rights reserved. Trademarks and registered trademarks are the property of their respective owners. D11197sc-0-5/13(0) Rev. 0 | Page 24 of 24 封装选项 R-8 R-8 R-8 R-8 R-8 R-8 RM-8 RM-8 RM-8 RM-8 RM-8 RM-8 标识 Y4U Y4U Y4U Y4V Y4V Y4V